Linux内核驱动学习(六)----内核链表

回顾链表的概念
Linux内核链表:双向循环链表。
内核链表的设计思想实现尽可能的代码重用可以使大量的链表设计为单个链表。

内核链表的结构

(代码位于include/linux/list.h中):
struct list_head
{
    struct list_head *next,*prev;
}

list_head 结构包含两个指向list_head结构的指针 prev 和 next,由此可见 内核的链表具有双链表的功能,实际上,通常它都组织成双向循环链表,这样其能达到的效率最高。

注:
1>以上链表 不含数据域,可以嵌入到任何结构中--->这样可以不考虑包含list_head指针的对象结构,进而不需要重写链表的基本操作函数
2>一个结构体中 可以含有多个list域 --->这样就可以将一个链表挂载到多个不同链表中,例:Linux内核会将进程数据结构(task_struct)同时挂载到任务链表、优先级链表上去。范例:
struct score_list
{
    char name;
    struct list_head *next,*prev;
};


如何构造内核链表?

在特定对象的的结构中定义一个list_head(只含指针域的结构),通过这个成员将特定的对象连接起来,形成列表,然后通过通用链表函数对其进行插入、删除等操作。。

操作内核链表的函数:

1、 INIT_LIST_HEAD:创建/初始化链表---在Linux内核中查找其原型
2、 list_add: 在链表头插入节点。
3、 list_add_tail : 链表尾插入节点
4、 list_del:删除节点
5、 list_entry:取出节点
6、 list_for_each: 遍历链表

在/linux/list.h查找以下函数,分析其如何实现?
1、 INIT_LIST_HEAD:创建/初始化链表---在Linux内核中查找其原型
static inline void INIT_LIST_HEAD(struct list_head *list)
{
 list->next = list;
 list->prev = list;
}

使 list_head 链表的前驱和后继都指向其自身。进而初始化

2、 list_add: 在链表头插入节点。
/**
 * list_add - add a new entry //增加新节点
 * @new: new entry to be added //参数new:将要被增加的节点入口
 * @head: list head to add it after //参数head:增加节点在链表list_head的的表头的后面。
 * Insert a new entry after the specified head.
 * This is good for implementing stacks.---》可用于实现栈
 */
static inline void list_add(struct list_head *new, struct list_head *head)
{
 __list_add(new, head, head->next);// 在head与head->next之间插入新节点
} 

追踪  __list_add(new, head, head->next);
static inline void __list_add(struct list_head *new,  struct list_head *prev,  struct list_head *next) 
{
 next->prev = new;
 new->next = next;
 new->prev = prev;
 prev->next = new;
}


3、 list_add_tail : 链表尾插入节点
/**
 * list_add_tail - add a new entry  //增加新节点
 * @new: new entry to be added //新增加的节点
 * @head: list head to add it before //增加节点在head之前
 *
 * Insert a new entry before the specified head.
 * This is useful for implementing queues. //可用于实现队列
 */
static inline void list_add_tail(struct list_head *new, struct list_head *head)
{
 __list_add(new, head->prev, head); //在head之前与head->prev之间插入节点,即在链表队尾插入
}


4、 list_del:删除节点
static inline void list_del(struct list_head *entry)
{
 __list_del(entry->prev, entry->next);
 entry->next = LIST_POISON1;
 entry->prev = LIST_POISON2;
}

list_del()函数将删除后的 prev\next指针分别设为 LIST_POISON1、LIST_POISON2
两个特殊值,是为了保证不在链表中的节点项不可访问,对以上两值的访问将引起页面故障

5、 list_entry: 取出节点,返回指向包含指针域的外部结构的指针
/**
 * list_entry - get the struct for this entry --->返回指向节点的结构的指针(包含head_list的外部结构)
 * @ptr:	the &struct list_head pointer. --->pos
 * @type:	the type of the struct this is embedded in. --->嵌入对象的结构类型
 * @member:	the name of the list_struct within the struct. --->嵌入对象的结构中的指针域list_head结构的名字
 */
#define list_entry(ptr, type, member) \
 container_of(ptr, type, member)


6、 liast_for_each: 遍历链表---利用source insight 查找其相关用法
<pre name="code" class="html">/**
 * list_for_each	-	iterate over a list
 * @pos:	the &struct list_head to use as a loop cursor. //遍历过程中的游标,指向各个节点
 * @head:	the head for your list. //指向表头的head
 */
#define list_for_each(pos, head) \                               
 for (pos = (head)->next; pos != (head); pos = pos->next)

 
 
可以看做是一个for循环,游标从由head指向的表头节点开始,直到 pos到达节点指针head结束。
参考用法。


主要方法为参考Linux内核代码,学习对应函数的用法,以实现整个链表。


部分参考博客: http://blog.csdn.net/houxn22/article/details/30223441
部分参考博客: http://blog.csdn.net/tigerjibo/article/details/8299599#t22

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